鋼板樁圍堰在淤泥質(zhì)深基坑開(kāi)挖中的應(yīng)用

1、    鋼板樁圍堰在淤泥質(zhì)深基坑開(kāi)挖中的應(yīng)用    梁慶龍摘 要：鋼板樁圍堰是水上橋梁承臺(tái)基礎(chǔ)施工中最常用的一種板樁圍堰形式。在淤泥質(zhì)深基坑的開(kāi)挖過(guò)程中起到非常重要的作用。鋼板樁，是一種帶有鎖口的鋼型，大小尺寸以及聯(lián)鎖形式有很多。比較常見(jiàn)的幾種鋼板樁有拉爾森式，拉克萬(wàn)納式等。下面我們就結(jié)合沿海某地區(qū)平原軟土地質(zhì)條件下，對(duì)鋼板樁圍堰在框架橋基坑支護(hù)是施工過(guò)程中應(yīng)用進(jìn)行一下簡(jiǎn)單的介紹，對(duì)鋼板樁圍堰在淤泥質(zhì)深基坑開(kāi)挖中的應(yīng)用進(jìn)行詳盡的介紹。關(guān)鍵詞：鋼板樁；淤泥質(zhì)；深基坑；圍堰1 工程概況某市政工程施工項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中要在水文地質(zhì)資料如下的地點(diǎn)建設(shè)框架橋。此次施

2、工地屬于海積平原，含水量平均1.9，快剪強(qiáng)度最高可達(dá)12kpa，空隙比將近70%。此外，該地軟土層的厚度較大，隔層分布相對(duì)穩(wěn)定，達(dá)到正常固結(jié)土的范圍。同時(shí)，該地區(qū)由地表向下地質(zhì)分布漸次進(jìn)行，大致分為三種：地表為灰黃色的軟塑粘土，第二層是灰青色的流塑淤泥，最下層是卵石土層，從上至下圖層的厚度依次增大。2 施工方案的選擇2.1 施工條件2.1.1 設(shè)計(jì)概況該橋梁中心樁號(hào)為hc63+078，是一座材質(zhì)為鋼筋混凝土的長(zhǎng)度為418m的市政工程框架橋。這座橋由三孔框架組成，各個(gè)框架之間有相互貫通的沉降縫，但是又不完全融合。這座長(zhǎng)寬高分別為640米、19.8米和7.6米的框架橋，其主要作用是為了實(shí)現(xiàn)汛期排洪

3、?；A(chǔ)承臺(tái)高1.4米，寬15.5米，材質(zhì)為c25的鋼筋混凝土，同時(shí)使用pc550b型號(hào)的管樁加以鞏固，樁頂伸入1.2米的錨固進(jìn)入承臺(tái)。除此之外，由于原地面高度與預(yù)期高度不符，所以在承臺(tái)以下鋪墊4.1米厚的碎石，也就是說(shuō)實(shí)際開(kāi)挖8.13米。2.2.2 周圍地區(qū)的施工影響物由于該橋的建設(shè)地址處在兩河交界，右側(cè)24米處埋有通信光纜，所以在施工時(shí)，為了保證光纜不被破壞，需要與企業(yè)進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，同時(shí)保證施工安全，就具有相當(dāng)?shù)碾y度。2.2 選擇施工方案在本橋梁建設(shè)時(shí)，需要開(kāi)挖的基坑有效面積達(dá)64.2m×16.4m，基坑深度8.13m。此外，由于基坑周邊呈流塑狀，在一次支護(hù)過(guò)程中，對(duì)開(kāi)展基坑開(kāi)挖等

4、工作都存在著一定的困難。并且，考慮到欲建橋梁的右側(cè)，有某單位的通信光纜，必須繞開(kāi)光纜，所以說(shuō)，在對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程不可以單獨(dú)采用草土圍堰，分級(jí)擴(kuò)大邊坡的方法進(jìn)行支護(hù)，此外，綜合之前的工作經(jīng)驗(yàn)，并依據(jù)當(dāng)前施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)對(duì)施工過(guò)程造成的一系列困難，最后選擇在填河后用鋼板樁進(jìn)行圍堰，之后在內(nèi)部強(qiáng)化支撐的方式對(duì)開(kāi)挖基坑進(jìn)行支護(hù)。3 鋼板樁圍堰方案概述3.1 方案設(shè)計(jì)依據(jù)3.1.1 按照jgj12099規(guī)范附錄a的標(biāo)準(zhǔn)確定鋼板嵌固深度，設(shè)為h，并且采用圓滑弧度條分發(fā)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)分析。首先，我們要按照整體穩(wěn)定的條件，對(duì)我們所需要的數(shù)值，即對(duì)需要嵌入地下的水泥圖強(qiáng)的深度值進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)密的計(jì)算（圖1）。式中：c

5、ik表示最危險(xiǎn)滑動(dòng)面上第土條滑動(dòng)面上土的固結(jié)不排水剪粘聚力的標(biāo)準(zhǔn)值； li表示第個(gè)土條的弧長(zhǎng)；ik表示最危險(xiǎn)滑動(dòng)面上第土條滑動(dòng)面上土的內(nèi)摩擦角的標(biāo)準(zhǔn)值； bi表示第個(gè)土條的寬度；k代表整體穩(wěn)定分項(xiàng)系數(shù)，可取1.3；wi代表作用于滑裂面上第土條的重最，按上覆土層的天然土重計(jì)算；i表示第條弧線的中點(diǎn)切線與水平線的夾角。根據(jù)計(jì)算出的與原始數(shù)據(jù)k。查表得n=0.72；根據(jù)嵌固深度設(shè)計(jì)值可按下列公式確定：hd=1.1h0故，hd6.142m，依據(jù)施工荷載和鋼板的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，初步確定選用15m以上的鋼板樁。為滿足規(guī)范的要求，確定坑基深度8.5m，嵌固深度7.2m。3.1.2 圍囹和支撐材料：出不選怎帶有支撐

6、的板樁，借用三角形的穩(wěn)定性，側(cè)面設(shè)為三角形，并借用鋼板自身抗變形能力進(jìn)行框架布置。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和精確計(jì)算，確定個(gè)支撐之間的間距。3.2 設(shè)計(jì)方案的確定采用15m長(zhǎng)的拉森w型鋼板樁對(duì)框架橋主題基坑進(jìn)行維護(hù)，圍堰構(gòu)成工需要430塊鋼板樁組成一個(gè)舉行圍堰?；觾?nèi)部，選用540根鋼管進(jìn)行豎向支撐，所挖基坑的尺寸為66.5m長(zhǎng)，18.6m寬，其中，考慮為施工作業(yè)留出一定的距離，定為1.4m，圍護(hù)的總長(zhǎng)度，即圍堰周長(zhǎng)為170.2m，施工時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生誤差，但應(yīng)為170m左右，誤差不能過(guò)大。在基坑鋼板樁施打工作完成后，由內(nèi)層布置的實(shí)際狀況分批次開(kāi)始挖掘。第一批進(jìn)行深長(zhǎng)度挖掘，挖好第一層，為第二層打好基礎(chǔ)；第二

7、批分段挖掘，然后用混凝土封底，最后用鋼筋綁扎并澆筑成形。4 鋼板樁圍堰操作關(guān)鍵以實(shí)際勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施情況為根據(jù)，我們可以確定該項(xiàng)目的整體施工思路如下：首先將河道臨時(shí)改道，在即將修筑橋梁的位置填河、填筑碎石，以保證基礎(chǔ)穩(wěn)固，隨后，修筑最基層的管樁。完成管樁的施工以后，就成功將橋梁的修建工程分為三個(gè)部分，分別是主體部分、輸入部分以及輸出部分并且按照先后順序依次對(duì)三個(gè)部分開(kāi)展施工工作。當(dāng)所有的分工工作都竣工之后，就可以將鋼板樁拆除。4.1 鋼板樁的施工注意事項(xiàng)4.1.1 鋼板樁位置的設(shè)置要考慮到框架橋的基礎(chǔ)施工，首先要便于施工，而且在框架橋基礎(chǔ)的外圍要留有余地，以便于進(jìn)行支模、拆模等工作。4.1.

8、2 基坑護(hù)壁鋼板樁要盡量平直整齊的進(jìn)行鋪設(shè)，為了保證有效利用鋼板，不浪費(fèi)每一塊材料，要使鋼板尺寸最大限度接近甚至與模板吻合。4.1.3 要保證鋼板樁支撐的完整，嚴(yán)禁在施工期間，由于任何原因隨意拆除各個(gè)支撐，給基礎(chǔ)施工的安全進(jìn)行造成影響。4.1.4 最重要的是要進(jìn)行材質(zhì)檢驗(yàn)：對(duì)施工過(guò)程中各項(xiàng)材料的組成成分以及使用的機(jī)械性能進(jìn)行全面檢查，以保證施工質(zhì)量。 4.1.5 吊運(yùn)鋼板樁：施工時(shí)宜采用兩點(diǎn)吊進(jìn)行裝卸鋼板樁。安全起見(jiàn)，每次吊運(yùn)的鋼板樁數(shù)量需要作出限制，同時(shí)應(yīng)注意保護(hù)鎖口的完整性。吊運(yùn)分成捆起吊和單根起吊兩種。4.2 內(nèi)支撐施工要點(diǎn)完成鋼板樁施打以后，立即開(kāi)始進(jìn)行基坑開(kāi)挖，并且加設(shè)圍堰內(nèi)支撐的施

9、工工作。根據(jù)內(nèi)撐布蓋的實(shí)際情形，分三次進(jìn)行挖掘：首先采用整體開(kāi)挖法進(jìn)行基坑的開(kāi)挖9.8m的深度，為了保證第一層和二層之間的空間，必須在開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行支護(hù)；第二次就可以將剩余部分分段分條開(kāi)挖，開(kāi)挖后也同樣需要分段進(jìn)行支護(hù)。同上次所述，第一次開(kāi)挖使用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，第二次則采用高壓水槍和吸泥泵相互配合開(kāi)挖。開(kāi)挖及加設(shè)內(nèi)支撐施工要點(diǎn)：首先，在承臺(tái)挖出深度大約為1m的一部分土，同時(shí)進(jìn)行焊接八字撐桿。其次，使用挖掘機(jī)將靠近施工便道一側(cè)的鋼板樁采用填土的方式掩埋，以方便挖掘機(jī)進(jìn)入圍護(hù)內(nèi)挖土。同時(shí)保證填土的高度高出鋼板樁大于0.3米。第三，二次開(kāi)挖要分段進(jìn)行開(kāi)挖。采用采用高壓水槍與吸泥泵相互配合的方式開(kāi)挖速度快，

10、但是由于泥漿排放的問(wèn)題，成本相對(duì)較高。加設(shè)各道支撐時(shí)，首先必須確保各道支撐的受力要均勻，避免出現(xiàn)局部集中受力而導(dǎo)致鋼板樁變形。4.3 施工安全注意事項(xiàng)4.3.1 由于要保證鋼板樁的完整性，所以鋼板樁的層部鋪設(shè)厚度至少要有30cm的保護(hù)層，同時(shí)，為了避免不必要的損失，要確保開(kāi)挖前明確標(biāo)出鋼板樁 位置。4.3.2 開(kāi)挖必須按照順序施工進(jìn)行，實(shí)施倒退式開(kāi)挖。4.3.3 要及時(shí)清理開(kāi)挖出的積土，保證開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)的挖掘秩序，堅(jiān)決不能使積土堆積在鋼板樁外，以避免因積土而給施工現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)困擾，減緩施工節(jié)奏，降低施工效率。4.3.4 要在承臺(tái)基坑底部周圍挖出一條20cmx20cm的人工水溝，提高排水效率，保證坑底不

11、積水，以免在排洪時(shí)降低效率。4.3.5 在圍堰四周布置排水溝，規(guī)格設(shè)計(jì)為35cmx35cm，防止下雨時(shí)引起不必要的積水。4.3.6 圍堰拆除工作要保證工字鋼的再循環(huán)利用。5 結(jié)語(yǔ)在現(xiàn)在水利橋梁項(xiàng)目的建設(shè)中，基礎(chǔ)大多在地質(zhì)條件為淤泥質(zhì)的地方，建筑時(shí)，框架結(jié)構(gòu)由于其自身一系列的優(yōu)點(diǎn)而多被采納。事實(shí)勝于雄辯，通過(guò)上述對(duì)施工項(xiàng)目的詳細(xì)描述及施工步驟的具體分析，說(shuō)明了用鋼板樁圍堰進(jìn)行支護(hù)的可行性。參考文獻(xiàn)1 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)日gjj.2 交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊(cè)·橋涵. 4.1.5 吊運(yùn)鋼板樁：施工時(shí)宜采用兩點(diǎn)吊進(jìn)行裝卸鋼板樁。安全起見(jiàn)，每次吊運(yùn)的

12、鋼板樁數(shù)量需要作出限制，同時(shí)應(yīng)注意保護(hù)鎖口的完整性。吊運(yùn)分成捆起吊和單根起吊兩種。4.2 內(nèi)支撐施工要點(diǎn)完成鋼板樁施打以后，立即開(kāi)始進(jìn)行基坑開(kāi)挖，并且加設(shè)圍堰內(nèi)支撐的施工工作。根據(jù)內(nèi)撐布蓋的實(shí)際情形，分三次進(jìn)行挖掘：首先采用整體開(kāi)挖法進(jìn)行基坑的開(kāi)挖9.8m的深度，為了保證第一層和二層之間的空間，必須在開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行支護(hù)；第二次就可以將剩余部分分段分條開(kāi)挖，開(kāi)挖后也同樣需要分段進(jìn)行支護(hù)。同上次所述，第一次開(kāi)挖使用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，第二次則采用高壓水槍和吸泥泵相互配合開(kāi)挖。開(kāi)挖及加設(shè)內(nèi)支撐施工要點(diǎn)：首先，在承臺(tái)挖出深度大約為1m的一部分土，同時(shí)進(jìn)行焊接八字撐桿。其次，使用挖掘機(jī)將靠近施工便道一側(cè)的鋼板樁采

13、用填土的方式掩埋，以方便挖掘機(jī)進(jìn)入圍護(hù)內(nèi)挖土。同時(shí)保證填土的高度高出鋼板樁大于0.3米。第三，二次開(kāi)挖要分段進(jìn)行開(kāi)挖。采用采用高壓水槍與吸泥泵相互配合的方式開(kāi)挖速度快，但是由于泥漿排放的問(wèn)題，成本相對(duì)較高。加設(shè)各道支撐時(shí)，首先必須確保各道支撐的受力要均勻，避免出現(xiàn)局部集中受力而導(dǎo)致鋼板樁變形。4.3 施工安全注意事項(xiàng)4.3.1 由于要保證鋼板樁的完整性，所以鋼板樁的層部鋪設(shè)厚度至少要有30cm的保護(hù)層，同時(shí)，為了避免不必要的損失，要確保開(kāi)挖前明確標(biāo)出鋼板樁 位置。4.3.2 開(kāi)挖必須按照順序施工進(jìn)行，實(shí)施倒退式開(kāi)挖。4.3.3 要及時(shí)清理開(kāi)挖出的積土，保證開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)的挖掘秩序，堅(jiān)決不能使積土堆積

14、在鋼板樁外，以避免因積土而給施工現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)困擾，減緩施工節(jié)奏，降低施工效率。4.3.4 要在承臺(tái)基坑底部周圍挖出一條20cmx20cm的人工水溝，提高排水效率，保證坑底不積水，以免在排洪時(shí)降低效率。4.3.5 在圍堰四周布置排水溝，規(guī)格設(shè)計(jì)為35cmx35cm，防止下雨時(shí)引起不必要的積水。4.3.6 圍堰拆除工作要保證工字鋼的再循環(huán)利用。5 結(jié)語(yǔ)在現(xiàn)在水利橋梁項(xiàng)目的建設(shè)中，基礎(chǔ)大多在地質(zhì)條件為淤泥質(zhì)的地方，建筑時(shí)，框架結(jié)構(gòu)由于其自身一系列的優(yōu)點(diǎn)而多被采納。事實(shí)勝于雄辯，通過(guò)上述對(duì)施工項(xiàng)目的詳細(xì)描述及施工步驟的具體分析，說(shuō)明了用鋼板樁圍堰進(jìn)行支護(hù)的可行性。參考文獻(xiàn)1 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.中華人民

15、共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)日gjj.2 交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊(cè)·橋涵. 4.1.5 吊運(yùn)鋼板樁：施工時(shí)宜采用兩點(diǎn)吊進(jìn)行裝卸鋼板樁。安全起見(jiàn)，每次吊運(yùn)的鋼板樁數(shù)量需要作出限制，同時(shí)應(yīng)注意保護(hù)鎖口的完整性。吊運(yùn)分成捆起吊和單根起吊兩種。4.2 內(nèi)支撐施工要點(diǎn)完成鋼板樁施打以后，立即開(kāi)始進(jìn)行基坑開(kāi)挖，并且加設(shè)圍堰內(nèi)支撐的施工工作。根據(jù)內(nèi)撐布蓋的實(shí)際情形，分三次進(jìn)行挖掘：首先采用整體開(kāi)挖法進(jìn)行基坑的開(kāi)挖9.8m的深度，為了保證第一層和二層之間的空間，必須在開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行支護(hù)；第二次就可以將剩余部分分段分條開(kāi)挖，開(kāi)挖后也同樣需要分段進(jìn)行支護(hù)。同上次所述，第一次開(kāi)挖使用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，第二次則

16、采用高壓水槍和吸泥泵相互配合開(kāi)挖。開(kāi)挖及加設(shè)內(nèi)支撐施工要點(diǎn)：首先，在承臺(tái)挖出深度大約為1m的一部分土，同時(shí)進(jìn)行焊接八字撐桿。其次，使用挖掘機(jī)將靠近施工便道一側(cè)的鋼板樁采用填土的方式掩埋，以方便挖掘機(jī)進(jìn)入圍護(hù)內(nèi)挖土。同時(shí)保證填土的高度高出鋼板樁大于0.3米。第三，二次開(kāi)挖要分段進(jìn)行開(kāi)挖。采用采用高壓水槍與吸泥泵相互配合的方式開(kāi)挖速度快，但是由于泥漿排放的問(wèn)題，成本相對(duì)較高。加設(shè)各道支撐時(shí)，首先必須確保各道支撐的受力要均勻，避免出現(xiàn)局部集中受力而導(dǎo)致鋼板樁變形。4.3 施工安全注意事項(xiàng)4.3.1 由于要保證鋼板樁的完整性，所以鋼板樁的層部鋪設(shè)厚度至少要有30cm的保護(hù)層，同時(shí)，為了避免不必要的損失，要確保開(kāi)挖前明確標(biāo)出鋼板樁 位置。4.3.2 開(kāi)挖必須按照順序施工進(jìn)行，實(shí)施倒退式開(kāi)挖。4.3.3 要及時(shí)清理開(kāi)挖出的積土，保證開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)的挖掘秩序，堅(jiān)決不能使積土堆積在鋼板樁外，以避免因積土而給施工現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)困擾，減緩施工節(jié)奏，降低施工效率。4.3.4 要在承臺(tái)基坑底部周圍挖出一條20cmx20cm的人工水溝，提高排水效率，保證坑底不積水，以免在排洪時(shí)降低